發(fā)布時(shí)間：2023-02-18 17:25

　　重力熱管作為一種高效換熱元件,因具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、加工容易、造價(jià)低廉、低熱阻、高效的傳熱性能及可靠性強(qiáng)等特點(diǎn)在換熱領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用,同時(shí),熱管內(nèi)部涉及沸騰與冷凝換熱,并且加熱壁面親水特性與疏水特性對(duì)沸騰和冷凝換熱具有重要影響。所以本文提出一種重力熱管強(qiáng)化傳熱的新思路,即將潤(rùn)濕特性與重力熱管相結(jié)合,采用化學(xué)蝕刻和涂層方法對(duì)重力熱管壁內(nèi)表面進(jìn)行親水和疏水處理,通過(guò)實(shí)驗(yàn)研究與數(shù)值模擬相結(jié)合的方法分析和研究了管壁內(nèi)表面親水特性、疏水性及親疏水組合對(duì)重力熱管啟動(dòng)和穩(wěn)態(tài)傳熱特性的影響,本課題對(duì)熱管強(qiáng)化具有重要的理論和現(xiàn)實(shí)意義。本文以內(nèi)外徑分別為9.52mm和8.32mm、蒸發(fā)段100mm、絕熱段50mm、冷凝段100mm的重力熱管作為實(shí)驗(yàn)研究和數(shù)值模擬的研究對(duì)象,采用去離子水作為工質(zhì),利用化學(xué)蝕刻和涂層兩種方法制備具有不同接觸角的親水與疏水表面且通過(guò)接觸角對(duì)潤(rùn)濕程度進(jìn)行量化,設(shè)計(jì)制造了實(shí)驗(yàn)所用的不同接觸角重力熱管,搭建了親疏水特性重力熱管系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)平臺(tái),為研究熱管啟動(dòng)和穩(wěn)態(tài)傳熱特性奠定了基礎(chǔ);最后,根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果,采用數(shù)值模擬方法再現(xiàn)重力熱管沸騰與冷凝現(xiàn)象,選取蒸發(fā)段與冷凝段傳熱系數(shù)、總傳熱系數(shù)、熱阻及當(dāng)...

【文章頁(yè)數(shù)】：97 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 課題研究背景及意義
    1.2 熱管概述
        1.2.1 熱管的發(fā)展
        1.2.2 熱管工作原理
        1.2.3 熱管的基本特點(diǎn)
        1.2.4 熱管的分類
        1.2.5 熱管理論
    1.3 重力熱管概述
        1.3.1 重力熱管工作原理
        1.3.2 重力熱管國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
    1.4 表面親疏水特性應(yīng)用于熱管的研究現(xiàn)狀
    1.5 本課題研究?jī)?nèi)容
    1.6 本章小結(jié)
第2章 重力熱管數(shù)值模擬分析
    2.1 FLUENT介紹
    2.2 多相流模型的選擇
    2.3 VOF模型控制方程
        2.3.1 體積分?jǐn)?shù)方程
        2.3.2 動(dòng)量方程
        2.3.3 能量方程
    2.4 相變模型
    2.5 用戶自定義函數(shù)
    2.6 接觸角模型
    2.7 重力熱管物理模型
        2.7.1 幾何模型
        2.7.2 邊界條件
        2.7.3 模型驗(yàn)證
    2.8 本章小結(jié)
第3章 親疏水表面制備及重力熱管實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)
    3.1 親水表面與疏水表面制備
        3.1.1 親水表面制備
        3.1.2 疏水表面制備
        3.1.3 親疏水表面結(jié)構(gòu)及接觸角測(cè)量
    3.2 親疏水特性重力熱管設(shè)計(jì)制造
        3.2.1 熱管設(shè)計(jì)
        3.2.2 親疏水特性熱管制造
    3.3 重力熱管實(shí)驗(yàn)平臺(tái)搭建
        3.3.1 重力熱管實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)
        3.3.2 實(shí)驗(yàn)步驟
    3.4 實(shí)驗(yàn)誤差分析
    3.5 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理
    3.6 本章小結(jié)
第4章 親疏水特性重力熱管啟動(dòng)特性研究
    4.1 研究對(duì)象
    4.2 熱管啟動(dòng)特性
        4.2.1 親水/疏水熱管啟動(dòng)特性分析
        4.2.2 親疏水組合熱管啟動(dòng)特性分析
    4.3 親疏水特性對(duì)蒸發(fā)段壁面過(guò)熱度的影響
    4.4 本章小結(jié)
第5章 親疏水特性對(duì)重力熱管穩(wěn)態(tài)傳熱特性的影響
    5.1 對(duì)蒸發(fā)段傳熱系數(shù)的影響
    5.2 對(duì)冷凝段傳熱系數(shù)的影響
    5.3 對(duì)熱管總傳熱系數(shù)的影響
    5.4 對(duì)熱管熱阻的影響
    5.5 對(duì)熱管當(dāng)量導(dǎo)熱系數(shù)的影響
    5.6 本章小結(jié)
第6章 重力熱管穩(wěn)態(tài)傳熱數(shù)值模擬與實(shí)驗(yàn)結(jié)果對(duì)比分析
    6.1 蒸發(fā)段傳熱系數(shù)對(duì)比分析
    6.2 冷凝段傳熱系數(shù)對(duì)比分析
    6.3 總傳熱系數(shù)對(duì)比分析
    6.4 熱管熱阻對(duì)比分析
    6.5 當(dāng)量導(dǎo)熱系數(shù)對(duì)比分析
    6.6 本章小結(jié)
第7章 總結(jié)與展望
    7.1 總結(jié)
    7.2 展望
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文與專利
致謝



本文編號(hào)：3745384